02系材料只要以Ti02為主成分即可,也可以含有微量的添加物。例 如,作為摻雜劑,含有Nb等的情形也優(yōu)選,通過含有這樣的摻雜劑,能進(jìn)一步降低電阻值,能 謀求響應(yīng)靈敏度的提升。
[0080] 另外,成為濺射的靶材物質(zhì)的Ti〇2燒結(jié)體能利用與上述的ZnO燒結(jié)體同樣的方法、 步驟來制作。
[0081] 此外,在上述實(shí)施方式中,雖然利用濺射法來制作η型半導(dǎo)體層2,但如下情形也優(yōu) 選:在上述的未加工層疊體的主面上層疊被切斷為給定尺寸的ZnO生片或Ti0 2生片來制作 層疊結(jié)構(gòu)體,燒成該層疊結(jié)構(gòu)體,通過共燒結(jié)來形成P型半導(dǎo)體層1和η型半導(dǎo)體層。
[0082] 此外,η型半導(dǎo)體層2使ρ型半導(dǎo)體層1的主面相對(duì)于該η型半導(dǎo)體層2與ρ型半導(dǎo)體 層1的接合區(qū)域充分露出的情形,在提升低濕度時(shí)的響應(yīng)靈敏度上優(yōu)選,因而,η型半導(dǎo)體層 2形成為條狀等的情形也優(yōu)選。
[0083]此外,第1以及第2端子電極3a、3b只要存在上述的露出的部分即可,也可以是覆蓋 η型半導(dǎo)體層2的整體的結(jié)構(gòu),通過設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu),從而串聯(lián)成分的電阻值減少,能提升響 應(yīng)靈敏度。
[0084] 此外,在上述實(shí)施方式中雖然例示地說明了濕度傳感器,但對(duì)響應(yīng)于水蒸氣以外 的氣體的各種氣體傳感器也同樣能適用,通過適用本發(fā)明的檢測方法,從而能應(yīng)用在各種 氣體的檢測中。
[0085] 接下來,具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0086] 實(shí)施例1 [0087](樣本編號(hào)1)
[0088] 〔ZnO燒結(jié)體的制作〕
[0089]稱量成為主成分的ZnO和作為摻雜劑的Al2〇3,使得調(diào)配比的摩爾%分別成為 99 · 99mol %、0 · Olmol %。然后,在這些稱量物中加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球磨 機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉碎,得到平均粒徑為0.5μπι以下的漿狀混合物。接下來,將該漿狀混合物脫 水干燥,進(jìn)行造粒使得成為50μπι程度的粒徑,之后在1200°C的溫度下預(yù)燒2個(gè)小時(shí),得到預(yù) 燒粉末。
[0090]接下來,在如此得到的預(yù)燒粉末中再次加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球 磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉碎,得到平均粒徑為〇.5μπι的漿狀粉碎物。接下來,在將該漿狀粉碎物脫 水干燥后,加入有機(jī)溶劑以及分散劑進(jìn)行混合,進(jìn)而加入粘合劑以及增塑劑來制作成型用 漿料,使用刮刀法而制作了厚度為20μπι的生片。接下來,將該生片層疊給定片數(shù),使得厚度 成為20mm,在250MPa的壓力下施予5分鐘壓接處理,得到壓接體。接下來,在將該壓接體脫脂 后,在1200°C的溫度下燒成20個(gè)小時(shí),得到ZnO燒結(jié)體。
[0091] 〔(Ni,Zn)0 生片的制作〕
[0092] 稱量NiO粉末以及ZnO粉末,使得摩爾比成為Ni:Zn = 7:3,在其中加入純水,將PSZ 小球作為粉碎介質(zhì),在球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉碎,得到漿狀混合物。接下來,將該漿狀混合物 脫水干燥,進(jìn)行造粒使得成為50μπι程度的粒徑,之后在1200°C的溫度下預(yù)燒2個(gè)小時(shí),得到 預(yù)燒粉末。接下來,在如此得到的預(yù)燒粉末中再次加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球 磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎,得到平均粒徑為〇.5μπι的漿狀粉碎物。接下來,在將該漿狀粉碎物脫水干 燥后,加入有機(jī)溶劑以及分散劑進(jìn)行混合,進(jìn)而加入粘合劑以及增塑劑而制作了成型用漿 料。然后,使用刮刀法,對(duì)該成型用漿料施予成型加工,得到膜厚為1〇μπι的(Ni,Zn)0生片。
[0093]〔內(nèi)部電極形成用膏〕
[0094]將乙基纖維素樹脂和α_萜品醇進(jìn)行混合,使得作為粘合劑樹脂而乙基纖維素樹脂 成為30體積%,作為有機(jī)溶劑而α-萜品醇成為70體積%,制作有機(jī)載體。然后,使Pd粉末與 有機(jī)載體進(jìn)行混合,利用三輥研磨機(jī)混勻,由此制作內(nèi)部電極形成用膏。
[0095]〔未加工層疊體的制作〕
[0096]對(duì)于(Ni,Zn)0生片之中的1片,在表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷來涂敷內(nèi)部電極形成用膏, 在60°C的溫度下干燥1個(gè)小時(shí),形成給定圖案的導(dǎo)電膜。
[0097]接下來,層疊20片未形成有導(dǎo)電膜的(Ni,Zn)0生片,依次在其上層疊形成有導(dǎo)電 膜的(Ni,Zn)0生片,進(jìn)而在其上層疊1片未形成有導(dǎo)電膜的(Ni,Zn)0生片。然后,在將它們 以20MPa的壓力壓接后,切斷為2.1_X 1.0_的尺寸,由此制作未加工層疊體。
[0098] 〔p型半導(dǎo)體層的制作〕
[0099]將未加工層疊體在300°C的溫度下充分脫脂后,在1250°C的溫度下燒成5個(gè)小時(shí), 由此得到P型半導(dǎo)體層。
[0?00] 〔η型半導(dǎo)體層的形成〕
[0101 ]將ΖηΟ燒結(jié)體作為祀材物質(zhì),使用金屬掩模以覆蓋ρ型半導(dǎo)體層的一個(gè)主面的一部 分,來進(jìn)行濺射,制作具有厚度約0.5μπι的給定圖案的η型半導(dǎo)體層。
[0102] 〔端子電極的制作〕
[0103] 在包含η型半導(dǎo)體層的一個(gè)端部的ρ型半導(dǎo)體層的兩端部涂敷Ag膏并在800°C的溫 度下進(jìn)行燒固處理,制作第1以及第2外部電極。然后,在該第1以及第2外部電極的表面施予 電解鍍來依次形成Ni覆膜以及Sn覆膜,由此制作第1以及第2端子電極,由此得到樣本編號(hào)1 的樣本。
[0104] (樣本編號(hào)2)
[0105] 利用與樣本編號(hào)1的〔ZnO燒結(jié)體的制作〕中敘述的內(nèi)容同樣的方法、步驟來制作厚 度為20μπι的ZnO生片,切斷為給定尺寸。
[0106]接下來,在樣本編號(hào)1所制作的未加工層疊體上層疊ZnO生片,將其在20MPa的壓力 下壓接后,切斷為2. ImmX 1.0mm的尺寸,由此制作層疊結(jié)構(gòu)體。
[0107]然后,將該層疊結(jié)構(gòu)體在300°C的溫度下充分脫脂后,在1250°C的溫度下燒成5個(gè) 小時(shí),使未加工層疊體和ZnO生片共燒結(jié),由此在ρ型半導(dǎo)體層上形成了η型半導(dǎo)體層。
[0108] 然后,利用與樣本編號(hào)1同樣的方法、步驟來形成第1以及第2端子電極,由此制作 樣本編號(hào)2的樣本。
[0109] (樣本編號(hào)3)
[0110] 除了對(duì)于η型半導(dǎo)體材料而使用了Ti02燒結(jié)體以外,利用與樣本編號(hào)1同樣的方 法、步驟來制作樣本編號(hào)3的樣本。
[0111] 另外,Ti02燒結(jié)體利用以下的方法來制作。
[0112]首先,稱量成為主成分的Ti02和作為摻雜劑的Nb2〇5,使得調(diào)配比的mol %分別成為 99. Omol %、1. Omol %。然后,在這些稱量物中加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球磨機(jī) 內(nèi)進(jìn)行混合粉碎,得到平均粒徑為〇.5μπι以下的漿狀混合物。接下來,將該漿狀混合物脫水 干燥,進(jìn)行造粒使得成為50μπι程度的粒徑,之后在1200°C的溫度下預(yù)燒2個(gè)小時(shí),得到預(yù)燒 粉末。
[0113] 接下來,在如此得到的預(yù)燒粉末中再次加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球 磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行混合粉碎,得到平均粒徑為〇.5μπι的漿狀粉碎物。接下來,在將該漿狀粉碎物脫 水干燥后,加入有機(jī)溶劑以及分散劑進(jìn)行混合,進(jìn)而加入粘合劑以及增塑劑來制作成型用 漿料,使用刮刀法來制作厚度為20μπι的生片。接下來,將該生片層疊給定片數(shù),使得厚度成 為20mm,在250MPa的壓力下實(shí)予5分鐘壓接處理,得到壓接體。接下來,在將該壓接體脫脂 后,在1200°C的溫度下燒成20個(gè)小時(shí),得到Ti0 2燒結(jié)體。
[0114] (樣本編號(hào)4)
[0115]使用在樣本編號(hào)3的Ti02燒結(jié)體的制作過程中得到的Ti02生片,將未加工層疊體層 疊在Ti〇2生片上來制作層疊結(jié)構(gòu)體,燒成該層疊結(jié)構(gòu)體,來使未加工層疊體和Ti〇2生片共燒 結(jié),除此以外利用與樣本編號(hào)2同樣的方法來制作樣本編號(hào)4的樣本。
[0116] (樣本編號(hào)5~8)
[0117] 除了在(Ni,Zn)0生片中相對(duì)于NiO而含有0.1~20mol%的Mn〇4/3以外,利用與樣本 編號(hào)1同樣的方法、步驟來制作樣本編號(hào)5~8的樣本。
[0118] (樣本編號(hào)9~11)
[0119] 除了在(Ni,Zn)0生片中相對(duì)于NiO而含有0.1~5mol%的La03/2以外,利用與樣本 編號(hào)1同樣的方法、步驟來制作樣本編號(hào)9~11的樣本。
[0120] (樣本編號(hào)12~16)
[0121] 除了在(Ni,Zn)0生片中相對(duì)于NiO而各含有0 · lmol % 的PrOn/6、Nd03/2、Sm03/ 2、 Dy 〇3/2、Ε1?3/2以外,利用與樣本編號(hào)1同樣的方法、步驟來制作樣本編號(hào)12~16的樣本。
[0122] (樣本編號(hào)17)
[0123] 除了在(Ni,Ζη)0生片中相對(duì)于NiO而分別各含有0. lmol %的Mn〇4/3、以及La03/2以 外,利用與樣本編號(hào)1同樣的方法、步驟來制作樣本編號(hào)17的樣本。
[0124] (樣本編號(hào)18)
[0125] 除了對(duì)于p型半導(dǎo)體層而使用NiO生片以外,利用與樣本編號(hào)1同樣的方法、步驟來 制作樣本編號(hào)18的樣本。
[0126] 另外,NiO生片利用以下的方法來制作。
[0127] 即,稱量成為主成分的NiO和作為摻雜劑的Li20,使得調(diào)配比的mol %分別成為 99. Omol %、1. Omol %。然后,在該稱量物中加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球磨機(jī)內(nèi) 進(jìn)行混合粉碎,得到漿狀混合物。接下來,將該漿狀混合物脫水干燥,進(jìn)行造粒使得成為50μ m程度的粒徑,之后在1200°C的溫度下預(yù)燒2個(gè)小時(shí),得到預(yù)燒粉末。接下來,在如此得到的 預(yù)燒粉末中再次加入純水,將PSZ小球作為粉碎介質(zhì),在球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎,得到平均粒徑 為0.5μπι的漿狀粉碎物。接下來,在將該漿狀粉碎物脫水干燥后,加入有機(jī)溶劑以及分散劑 進(jìn)行混合,進(jìn)而加入粘合劑以及增塑劑來制作成型用漿料。然后,使用刮刀法,對(duì)該成型用 漿料施予成型加工,得到膜厚為1〇μπι的NiO生片。
[0128] 〔樣本的評(píng)價(jià)〕
[0129] 如圖3所示,樣本編號(hào)1~18的各樣本均在p型半導(dǎo)體層51埋設(shè)內(nèi)部電極5